高中物理问题及例题如下:
问题1:关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A. 自由落体运动是一种理想状态下的物理模型
B. 自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
C. 自由落体运动的加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
D. 在地球上不同的地方,自由落体运动的加速度不一定是相同的
例题:一物体做自由落体运动,下落过程中头1秒内下落高度为多少?
解答:根据自由落体运动公式,有:h1=1/2gt^2=1/2101^2=5m
问题2:在光滑的水平面上有一质量为m的物体,在水平恒力F的作用下由静止开始运动,在时间t内的位移为x,那么在相同时间内,下列说法正确的是( )
A. 如果水平面不光滑,物体仍做匀加速直线运动,加速度仍为F/m
B. 如果水平面不光滑,则物体运动的位移一定小于x
C. 如果水平面不光滑,则水平恒力F一定做负功
D. 如果水平面光滑,物体一定做匀速直线运动
例题:如果水平面不光滑,在水平恒力F的作用下,物体由静止开始沿直线运动,经过t秒后的速度为v,则下列说法正确的是( )
A. 物体的动能一定增大
B. 物体的动能不变
C. 物体的动能可能减小
D. 物体在t秒内的位移可能不变
解答:A选项正确,因为合外力不变,根据动能定理,动能一定增大;B选项错误,因为合外力不为零,物体一定做变速运动,速度一定变化,动能一定变化;C选项错误,因为合外力不为零,且与位移方向相同,所以恒力做正功;D选项错误,因为合外力不为零,且与位移方向相同,所以物体在t秒内的位移一定增大。
问题3:一个质量为m的物体以一定的初速度沿粗糙的水平面向右滑行,经过一段时间后物体的速度变为零。在此过程中( )
A. 物体克服摩擦力做功 B. 摩擦力对物体做功为零 C. 摩擦力的平均功率为零 D. 摩擦力的平均功率可能大于物体的初速度
例题:一个质量为m的木块在平行于斜面向上的拉力作用下沿斜面向上做匀速直线运动。拉力大小为F。斜面的倾角为θ。则下列说法正确的是( )
A. 木块对斜面的压力大小为mgcosθ B. 木块受到的摩擦力大小为Fcosθ C. 木块受到的摩擦力方向沿斜面向下 D. 木块受到的拉力大于Fcosθ
解答:摩擦力对木块做负功,大小为mgμsL。由于木块对斜面的压力大小也为mgcosθ。所以A正确;由于木块匀速直线运动,所以摩擦力大小为μmgcosθ。摩擦力的平均功率为P=μmgcosθv。由于v未知,所以摩擦力的平均功率可能大于物体的初速度。因此D正确。对于B选项,由于木块匀速直线运动,所以摩擦力大小等于拉力大小Fsinθ。因此C错误;对于D选项,由于木块匀速直线运动,所以拉力大小等于重力沿斜面向下的分力与摩擦力的合力大小F=mg(sinθ+μcosθ)。因此B错误。
问题:一个物体在水平地面上受到水平恒力的作用,做匀加速直线运动,请问它的加速度大小和方向如何?
例题:一个质量为5kg的物体在水平地面上受到一个大小为20N的水平恒力作用,开始时物体的速度为0,经过一段时间后物体的速度变为5m/s,求物体的加速度大小和方向。
解:根据牛顿第二定律,物体受到的合力为F-f=ma,其中F为恒力,f为摩擦力,m为物体质量。由于物体做匀加速直线运动,所以加速度方向与速度方向相同。
已知物体质量m=5kg,恒力F=20N,初速度v0=0,末速度v=5m/s。
根据加速度的定义式,物体的加速度a=Δv/Δt=v/t=5/t。
由于物体做匀加速直线运动,所以加速度方向与速度方向相同,即加速度方向与水平方向夹角为锐角。根据平行四边形法则,物体受到的合力为F-f=ma,其中f为摩擦力。由于物体做匀加速直线运动,所以摩擦力f为恒力。
根据牛顿第二定律,可得到物体的加速度大小为:a=(F-f)/m=(20-f)/5=4m/s^2。
因此,物体的加速度大小为4m/s^2,方向与水平方向夹角为锐角。
常见问题:
1. 为什么物体在水平面上运动时,可以用摩擦力乘以物体位移等于力乘以力臂的方法来求解摩擦力做功?
2. 为什么在竖直方向上,重力加速度总是9.8m/s^2或10m/s^2,而不是其他值?
3. 为什么电场强度是描述电场力的性质的物理量?
4. 为什么在磁场中运动的电荷会受到力?
5. 为什么在磁场中运动的电荷会受到洛伦兹力?
相关例题:
例题1:
一物体在水平面上向右滑行,受到向左的摩擦力作用,已知物体的质量为m,向右滑行的距离为s,求摩擦力做的功。
解答:
根据摩擦力乘以物体位移等于力乘以力臂的原理,可得到摩擦力做功为:W = f s = μ mg s
例题2:
重力加速度为什么总是9.8m/s^2或10m/s^2?如何通过实验来验证这个结论?
解答:
重力加速度是由地球的引力产生的,由于地球的质量相对较大,因此产生的重力加速度也较大。通常我们所说的重力加速度是指9.8m/s^2,这是因为历史上测量出来的较大值是这个值。至于为什么不是其他值,可以通过实验来验证,例如通过自由落体实验来观察物体下落的速度和时间,从而验证重力加速度的大小。
例题3:
电场强度是描述电场力的性质的物理量,请解释为什么?
解答:
电场强度是描述电场力的性质的物理量,因为它的大小决定了电场对放入其中的电荷产生的力的性质。如果电场强度大,则电场对电荷产生的力也大;如果电场强度小,则电场对电荷产生的力也小。因此,电场强度是描述电场力的性质的物理量。
